JP2777839B2

JP2777839B2 - 鉛粘性による制震用ダンパー

Info

Publication number: JP2777839B2
Application number: JP17688190A
Authority: JP
Inventors: 一博井ノ上; 賢司高橋; 泰夫東端
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JPH0464675A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、プレキャストコンクリート（ＰCa）耐震
壁又は鉄骨ブレース入りＰCa版又は外装ＰCa版あるいは
耐震梁又は耐震柱などを制震要素又は耐震要素に利用し
て耐震性、耐風性の建物を建築する場合に、鉛等の粘性
抵抗（塑性変形エネルギー）でエネルギーを吸収を行な
い制震要素又は耐震要素の制震機構として実施される鉛
粘性（又は鉛と類似な物性をもつ材料の粘性を含む。以
下同じ）による制震用ダンパー（エネルギー吸収ダンパ
ー）に関する。

従来の技術従来、建物の横揺れを制御し、建物の耐震性、耐風
性を向上させるために使用されるＰCa耐震壁又は鉄骨ブ
レース入りＰCa版などの制震機構としては、ピストンシ
リンダ型の鉛ダンパーや摩擦ダンパーが知られ使用され
ている。

また、特願平１−202113号明細書及び図面に記載さ
れたボルト締めによる制震用ダンパーは、地震力が導入
される少なくとも一対のダンパープレートを重ね合わ
せ、これらを高力ボルトとナットで締結し、そのボルト
に鉛等の摩擦充填材の変形、粘性にともなう抵抗が作用
し、所定大きさの荷重でダンパープレート間にすべりが
発生して地震エネルギー等の吸収が行なわれる構成とな
っている。

本発明が解決しようとする課題Ｉ）上記に述べたピストンシリンダ型の鉛ダンパ
ー、あるいは摩擦ダンパーは、それぞれ制震機構として
優れた制震作用を奏することが検証されている。しか
し、これらは１台が数10万円もし、摩擦ダンパーにあっ
ては10t用で27〜30万円と云う程高価なものである。し
たがって、一つの耐震建物で非常にたくさんの個数が必
要とされる制震機構として上述のダンパーを使用するこ
とは費用負担が大き過ぎ、一般の建築物にはとても使用
できない。その上、ピストンシリンダ型のダンパーは、
例えば耐震壁の壁厚とシリンダ外径との関係などにおい
て納まりが良くないという問題がある。また、ピストン
ロッドとシリンダ基端部を地震力が導入される耐震構造
要素に対してどのような態様で組み入れるかという点で
も使用上の適用範囲や意匠的外観に問題があり、これら
が解決すべき課題となっている。

II）この点、上記の出願に係る高力ボルト応用の制
震用ダンパーは、上述の鉛ダンパー等にとって代わる新
規な構想に基ずく新しい安価な制震用ダンパーである。
しかし、ダンパープレート間にすべりが発生する臨界荷
重の大きさを設定する定量化の技術的手段に未だ不十分
な点がある。また、鉛等の摩擦充填材の変形、粘性をボ
ルトの軸部との関係で定量化するためには、充填材にそ
れなりの厚さが必要となり、その分ダンパーの厚さ寸法
が大きくなるほか、その品質、信頼性を向上することが
解決するべき課題となっている。

課題を解決するための手段上記従来技術の課題を解決するための手段として、こ
の発明に係る鉛粘性による制震用ダンパーは、図面に実
施例を示したとおり、地震力が導入される少なくとも一対以上のダンパープ
レート1,1と２を交互の配置で各々摺動可能に重ね合わ
せ、両外側のダンパープレート1,1同士はボルト３等で
締結した。中間に挟まれたダンパープレート２には、好
ましくは摺動方向に長い長孔６を形成し、この長孔６の
中に表面に凹み９が形成された鉛又は軟質合成樹脂等の
摩擦充填材８を設置した。前記摩擦充填材８を挟む両外
側のダンパープレート1,1の内面には前記凹み９にほぼ
ぴったり嵌る凸起20を形成し、所定大きさの荷重で摩擦
充填材８に塑性変形又は流動を生じさせダンパープレー
ト1,2間にすべりが発生する構成としたことを特徴とす
る。

本発明はまた、ダンパープレート２を鋼板の加工品又
は鋳造品などとして形成したことも特徴とする。

作用この制震用ダンパー10は、両外側のダンパープレート
1,1の凸起20と中間のダンパープレート２の長孔６内に
設置された摩擦充填材８の表面に形成された凹み９との
嵌り合いの関係において、一定以上の荷重（臨界荷重）
により摩擦充填材８に発生する流動又は塑性変形の際の
粘性力（抵抗力）が、当該制震用ダンパー10の耐力（耐
荷重）の大きさとして設定される。したがって、一対の
ダンパープレート1,2に負荷された地震力（荷重）等の
大きさが前記粘性力より以下であるときは、すべりを発
生せず、当該制震用ダンパー10は耐震壁又はその外周架
構の剛性、耐力を十分に発揮せしめ、摩擦充填材８（の
凹み９）にほとんど変形を生じさせない。

ところが、一対のダンパープレート1,2に負荷された
地震入力又は風荷重などの大きさが前記粘性力の大きさ
以上（臨界荷重以上）になると、両外側のダンパープレ
ート１の内面の凸起20が摩擦充填材８に塑性変形又は流
動を生じさせ、中間のダンパープレート２との間にすべ
りが発生し、凸起20に対する摩擦充填材８の流動ないし
塑性変形時に消費されるエネルギーとして、地震エネル
ギー等の吸収が行なわれる。凸起20と凹み９の嵌り合い
に基づく摩擦充填材８の部分的な流動、変形であるが故
に、前記すべりは常に円滑に定量的に行なわれ、粘性力
の大きさが安定したダンパーとして耐力は定量化され
る。

外力の向きが正反対である負の荷重に対しても動作原
理は全く同じであり、くり返し荷重に対して安定した略
長方形の大きなヒステリシスループ（エネルギー吸収ル
ープ）を描き、地震エネルギーの吸収能力（制震作用）
が大きい。

実施例次に、図面に示した本発明の実施例を説明する。

第１図と第２図に示した制震用ダンパー10は、地震力
又は風荷重などが負荷される両外側のダンパープレート
1,1によって、中間の１枚のダンパープレート２がサン
ドイッチ状に挟まれ、ボルト３及びナット４で三位一体
的に締結されている。但し、ボルト３の配置及び本数
は、第１図で明らかなように、中間のダンパープレート
２の長手方向の両側縁の外側の同ダンパープレート２の
摺動方向と平行な線上に、同ダンパープレート２の摺動
を案内するのに適当なピッチで、図示では略等間隔に３
本ずつ配置されている。そして、各ボルト３の特に両外
側のダンパープレート1,1で挟まれた部位には、中間の
ダンパープレート２の両側縁に当接するガイドローラー
５が回転自在に設置され、もって中間のダンパープレー
ト２の摺動を拘束し案内する構成とされている。

中間に挟まれたダンパープレート２には、摩擦充填材
８を収容する長孔６が、摺動方向に長い長円形状（但
し、形状はこの限りでない）に形成されている。ダンパ
ープレート1,2は、通常鋳造品として成形されるが、鋼
板の加工品として作ることもできる。長孔６の口縁部に
は、摩擦係数が小さい例えばテフロン製の摺動部材７が
第４図のように装着され、これによってダンパープレー
ト1,2同士の直接接触によるすべり抵抗の不安定さ（不
確実性）が防止され、しかも後記摩擦充填材８の漏れ
（逸散）を防ぐ密封効果が確保されている。

前記中間のダンパープレート２の長孔６の中に、エネ
ルギー吸収のための粘性抵抗力を発生する鉛又は軟質合
成樹脂等から成る摩擦充填材８が設置されている。この
摩擦充填材８の両外面には、所定大きさの荷重でダンパ
ープレート１と２の間に定量化された粘性抵抗を発生さ
せるための凹み９が形成されている。他方、両外側のタ
ンパープレート1,1の内面には前記凹み９にぴったり嵌
る凸部20が形成され、両者が嵌め合されている。図示し
た実施例の場合、凹み９及び凸起20は半球状のものとし
て多数形成されているが、この限りではない。ダンパー
に要求される耐力条件によって、１個又は複数設ける場
合があり、その形状も長いリブ状であったり、そのリブ
の両先端が尖ったサブマリン形状等々で実施することが
できる。

上述した製震用ダンパー10の用途及び用法は、例えば
第５図ａに示したように、ＰCa耐震壁11と梁13,柱14と
の取り合い部に第６図に示したような用法で適用され
る。この場合、ＰCa耐震壁11の下縁は下位の梁13に固着
（定着）され、上縁及び両側縁は上位梁13及び左右の柱
14,14との間に若干の隙間をあけて自由縁とされてい
る。そして、ＰCa耐震壁11の上縁と上位の梁13とが上述
の製震用ダンパー10で連結されている。

即ち、両外側のダンパープレート1,1は梁13のフラン
ジ底面に固着され、中間に挟まれたダンパープレート２
はアンカー16を使用するなどしてＰCa耐震壁11に固着し
て上縁に突設されたコネクター15と結合されている。前
記一対のダンパープレート1,2はボルト３とナット４で
締結され、例えばＰCa壁の設計上の短期許容力の約半分
の水平力（地震力又は風荷重）ですべるように凹み９と
凸起20の大きさ、個数、配置が設計され、もって粘性力
の大きさが定量化されている。

上記の製震用ダンパー10はまた、第５図ｂに示した鉄
骨ブレース入りＰCa耐力壁11の鉄骨ブレース12に、第７
図に詳示したような用法で適用される。すなわち、鉄骨
ブレース12は製震用ダンパーの設置箇所で分断され、各
々の鉄骨ウェブ部12a,12aを重ね合わせると共に図中左
側のウエブには１枚のダンパープレート１を添えて、図
中右側の鉄骨ウエブ部12aを中間に挟み、ボルト３及び
ナット４で締結することにより、制震用ダンパー10によ
る鉄骨ブレースの接合が行なわれている。

さらに上記の制震用ダンパー10は、第５図ｃに示した
耐震用間柱14又は耐震梁13にも第８図に示したように適
用される。即ち、一般の高力ボルトによるジョイントの
場合と同様に、図中左側の梁鉄骨12の鉄骨ウエブに１枚
のダンパープレート１を添えて、図中右側の上部に取付
けた中間のダンパープレート２を挟ませ、前記ダンパー
プレート１はボルト３及びナットで鉄骨ウエブと締結す
ることにより制震用ダンパー10による接合が行なわれて
いる。

本発明が奏する効果この発明に係る鉛粘性による制震用ダンパー10は、少
なくとも１対以上のダンパープレート1,2とボルト３、
ナット４及び摩擦充填材８とにより非常に安価に実施で
きる。しかも寸法、形状ともに実施態様の自由度が大
で、ＰCa耐震壁11や鉄骨ブレース入りＰCa耐震壁のブレ
ース又は耐震梁13や耐震柱14などへ制震機構として適用
するにあたり、相手の構造、形態に応じた態様の実施が
できるので、極めて実用的である。

また、この制震用ダンパー10の耐力は、ダンパープレ
ート１の凸起20及び摩擦充填材８の凹み９の大きさや個
数、形状、配置などで定量的に決められるため、設計、
製作が容易で、精度、品質上のバラツキがほとんどない
ものが得られる。しかもエネルギー吸収ループの大きい
制震作用を期待できるので、建物の耐震、耐風性能の信
頼性向上に大きく寄与する。

その上、この制震用ダンパー10は、柱14や梁13の接合
部を兼ねる形態で実施できる便利さもあり、施工性に優
れる。

さらに、外装プレキャストコンクリートにおいては、
ファスナー兼用とすることにより、現状では耐震、耐風
に利用されていない外壁にも有効に利用できるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制震用ダンパーを一部破断して示
した平面図、第２図は正面方向の断面図、第３図と第４
図は第２図中のIII部とIV部の拡大した詳細図、第５図
a,b,cは本発明に係る制震用ダンパーの適用例を示した
正面図、第６図〜第８図は制震用ダンパーの用法を示し
た正面図である。 1,2……ダンパープレート３……ボルト、４……ナット６……長孔、８……摩擦充填材９……凹み、20……凸起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−250539（ＪＰ，Ａ) 実開平２−85045（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04H 9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地震力が導入される少なくとも一対以上の
ダンパープレートが交互の配置で各々摺動可能に重ね合
わせられ、両外側のタンパープレート同士がボルト等で
締結されており、中間に挟まれたダンパープレートに孔
が形成され、この孔中には表面に凹みを形成された鉛又
は軟質合成樹脂等の摩擦充填材が設置されており、前記
摩擦充填材を挟むダンパープレートの内面には前記凹み
にほぼぴったり嵌る凸起が形成されており、所定大きさ
の荷重で摩擦充填材の粘性によりダンパープレート間に
すべりが発生する構成とされていることを特徴とする、
鉛粘性による制震用ダンパー。
【請求項２】ダンパープレートは、鋼板の加工品又は鋳
造品として形成されていることを特徴とする、特許請求
の範囲第１項に記載した鉛粘性による制震用ダンパー。